Mở đầu
Hoạt động mở đầu SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 76): Khi hoạt động nặng, nhu cầu oxygen của tế bào rất cao để cung cấp đủ năng lượng cho cơ thể. Tuy nhiên, trong trường hợp thiếu oxygen thì tế bào sẽ tạo ra năng lượng bằng cách nào?Trả lời:
- Khi cần năng lượng cho các hoạt động, trong trường hợp thiếu oxygen thì tế bào sẽ tạo năng lượng thông qua quá trình phân giải kị khí.
I. Khái niệm phân giải các chất trong tế bào
Câu hỏi 1 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 76): Cho một ví dụ về quá trình phân giả các chất trong tế bào ( nêu rõ nguyên liệu tham gia và sản phẩm được hình thành )Trả lời:
Một số ví dụ về quá trình phân giải các chất trong tế bào:
|
Quá trình |
Nguyên liệu |
Sản phẩm |
|
Phân giải tinh bột |
Tinh bột |
Các phân tử glucose |
|
Phân giải nucleic acid |
DNA, RNA |
Các nucleotide |
|
Phân giải protein |
Protein |
Các amino acid |
|
Phân giải lipid |
Lipid |
Glycerol, acid béo |
Trả lời:
Quá trình phân giải các chất thì các liên kết hóa học trong các chất phức tạp bị phá vỡ dẫn đến giải phóng năng lượng.
II. Quá trình phân giải hiếu khí
1. Khái niệm phân giải hiếu khí
Câu hỏi 3 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 77): Hãy cho ví dụ chứng minh tốc độ của phân giải hiếu khí phụ thuộc vào nhu cầu năng lượng của cơ thể.Trả lời:
Ví dụ chứng minh tốc độ của phân giải hiếu khí phụ thuộc vào nhu cầu năng lượng của cơ thể:
- Vận động viên đang thi đấu có nhu cầu năng lượng cao để cung cấp cho sự hoạt động liên tục của các cơ → Để đáp ứng nhu cầu năng lượng cao như vậy, tốc độ của phân giải hiếu khí ở từng tế bào phải diễn ra mạnh mẽ, biểu hiện là: nhịp thở tăng, nhịp tim tăng, thân nhiệt tăng,…
- Ngược lại, người đang ngủ có các hoạt động diễn ra trong cơ thể chậm lại → Nhu cầu năng lượng ít → Tốc độ phân giải hiếu khí giảm, biểu hiện là: nhịp hô hấp đều đặn, nhịp tim ổn định, thân nhiệt bình thường,…
Câu hỏi 4 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 77): Quan sát Hình 16.2, hãy cho biết quá trình phân giải hiếu khí gồm những giai đoạn nào. Mối quan hệ giữa các giai đoạn đó là gì?
Quá trình phân giải hiếu khí được chia thành ba giai đoạn: đường phân, oxi hóa pyruvic acid và chu trình Krebs, chuỗi chuyển electron
+ Đường phân : diễn ra ở tế bào chất 1glucose -> 2 priuvid acid + 2ATP + 2NADH
+ Chu trình Crep: khi có oxi, axit piruvic từ tế bào chất vào ti thể. Tại đó, axit piruvic chuyển hóa theo chu trình Crep và bị oxi hóa hoàn toàn.
+ Chuỗi chuyền electron: hidrogen tách ra từ axit piruvic trong chu trình Crep được chuyền đến chuỗi chuyền electron đến oxi để tạo ra nước và giải phóng năng lượng ATP.
Acid piruvic -> CO2 + ATP + NaDH + FADH2
2. Các giai đoạn chính
Câu hỏi 5 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 77): Tại sao quá trình đường phân tạo được 4 phân tử ATP nhưng hiệu quả thực sự chỉ có 2 phân tử ATP?Trả lời:
- Quá trình đường phân tạo được 4 phân tử ATP nhưng hiệu quả thực sự chỉ có 2 phân tử ATP vì: Ban đầu, tế bào đã sử dụng 2 phân tử ATP để hoạt hóa phân tử glucose nên trong 4 phân tử ATP được tạo ra từ đường phân có 2 phân tử ATP được trả lại cho tế bào.
Câu hỏi 6 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 77): Sau khi kết thúc giai đoạn oxi hóa pyruvic acid và chu trình Krebs, đã có những sản phẩm nào được tạo thành?
Trả lời:
- Sản phẩm tạo ra sau khi kết thúc giai đoạn oxi hóa pyruvic acid và chu trình Krebs: 6 phân tử CO2, 2 phân tử ATP, 8 phân tử NADH, 2 phân tử FADH2
Câu hỏi 7 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 78): Trong quá trình phân giải hiếu khí, oxygen có vai trò gì ?
Trả lời:
- Trong quá trình phân giải hiếu khí, oxygen có vai trò được sử dụng trong ti thể để giúp tạo ra ATP trong quá trình oxy hóa hoàn toàn axit piruvic. Oxy là chất có vai trò quan trọng trong hô hấp hiếu khí là chất nhận điện tử cuối cùng trong chuỗi truyền electron.
III. Quá trình phân giải kị khí
Câu hỏi 8 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 78): Trong trường hợp nào tế bào sẽ chuyển sang hình thức phân giải kị khí?Trả lời:
- Khi tế bào không có oxygen, tế bào sẽ chuyển sang con đường hô hấp kị khí.
Câu hỏi 9 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 78): Tại sao quá trình phân giải kị khí không có sự tham gia của ti thể?
Trả lời:
- Quá trình phân giải kị khí không có sự tham gia của ti thể vì nếu không có oxygen thì chuỗi truyền electron không diễn ra và chu trình Kreb cũng dừng lại.
Câu hỏi 10 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 78): Tại sao quá trình phân giải kị khí tạo ra rất ít ATP nhưng vẫn được các sinh vật sử dụng?
Trả lời:
- Quá trình phân giải kị khí tạo ra rất ít ATP nhưng vẫn được các sinh vật sử dụng vì để các vi sinh vật có thể thích nghi và phát triển với các môi trường sống khác nhau.
Luyện tập SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 79): Tìm hiểu và cho biết một số ứng dụng của quá trình phân giải kị khí trong đời sống.
Trả lời:
- Một số ứng dụng của quá trình phân giải kị khí trong đời sống: Lên men rượu, lên men lactic (muối dưa cải, làm sữa chua),...
IV. Mối quan hệ giữa tổng hợp và phân giải các chất trong tế bào
Câu hỏi 11 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 79): Cho ví dụ để chứng minh mối quan hệ giữa quá trình tổng hợp và quá trình phân giải các chất trong tế bào.Trả lời:
Tổng hợp và phân giải các chất có mối liên hệ mặt thiết với nhau trong việc duy trì sự sống. Quá trình tổng hợp tạo nên các chất cung cấp nguyên liệu cho quá trình phân giải, ngược lại. quá trình phân giải các chất cung cấp năng lượng và nguyên liệu cho quá trình tổng hợp.
Vận dụng: Cyanide là một hợp chất có một nguyên tử carbon liên kết với một nguyên tử nitrogen bằng liên kết ba (C ≡ N). Đây là hợp chất được sử dụng làm thuốc độc từ xa xưa. Nếu hít phải một lượng khí có chứa 0,2 % cyanide có thể tử vong ngay lập tức. Hãy tìm hiểu và cho biết tại sao cyanide có thể gây tử vong.
Trả lời:
Cyanide có thể gây tử vong vì: Cyanide có tác dụng ức chế quá trình vận chuyển electron dẫn đến không tổng hợp được ATP. Khi hàm lượng cyanide vượt quá mức cho phép dẫn đến các tế bào không đủ năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống → gây tử vong.
Bài tập
Bài tập 1 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 79): Tại sao khi cường độ hô hấp giảm sẽ ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển các chất của tế bào?Trả lời:
Cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lượng nước trong cơ thể. Khi nhiệt độ tăng thì cường độ hô hấp tăng đến giới hạn chịu đựng của cây. Trong hô hấp nước vừa là sản phẩm vừa là nguyên liệu trực tiếp tham gia vào cơ chế hô hấp. Nước còn là dung môi hoà tan các chất và vận chuyển các chất của tế bào.
Bài tập 2 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 79): Có ý kiến cho rằng: "Phân tử glucose được vận chuyển vào trong ti thể để tham gia vào quá trình hô hấp tế bào". Ý kiến trên là đúng hay sai? Hãy thiết kế một thí nghiệm đơn giản để chứng minh.
Trả lời:
- Ý kiến trên là sai. Trong quá trình hô hấp tế bào, glucose qua đường phân tạo pyruvic acid, quá trình này xảy ra tại tế bào chất. Sau đó, pyruvic acid mới được vận chuyển vào trong ti thể để tiếp tục thực hiện hô hấp tế bào.
- Thí nghiệm kiểm chứng: Chuẩn bị hai ống nghiệm có chứa các chất đệm phù hợp với môi trường nội bào:
+ Ống 1: bổ sung glucose và ti thể.
+ Ống 2: bổ sung pyruvic acid và ti thể.
Để hai ống nghiệm cùng một điều kiện nhiệt độ 30 oC.
→ Kết quả: Ống 1 không thấy hiện tượng sủi bọt do CO2 không được tạo ra, còn ống 2 có CO2 tạo ra nên có hiện tượng sủi bọt. Điều này chứng tỏ trong ống 2 đã diễn ra quá trình hô hấp tế bào.
Bài tập 3 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 79): So sánh phân giải hiếu khí và phân giải kị khí.
Lời giải:
Bài tập 4 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 16 (trang 79): Nếu cho vào tế bào một chất hoá học để phá huỷ màng trong ti thể, hãy cho biết:
a. Hậu quả gì sẽ xảy ra đối với tế bào?
b. Trong trường hợp này, số ATP được giải phóng sẽ là bao nhiêu?
Trả lời:
a. Nếu chất hóa học phá hủy màng trong ti thể, chuỗi truyền electron sẽ không diễn ra, dẫn đến hô hấp hiếu khí không được thực hiện, tế bào chuyển sang hô hấp kị khí.
b. Trong trường hợp này, số ATP được giải phóng là 2 ATP.